.3 Изучение надпойменных террас
Поперечное профилирование террас. Каждая терраса состоит из трех морфологических элементов: поверхности или площадки, уступа к нижерасположенной террасе, пойме или непосредственно к реке и уступа со стороны вышерасположенной террасы или коренного склона. Названные три элемента разнородны по генезису и возрасту.
Площадка - элемент чисто флювиального происхождения. Уступ вниз - более молодой элемент террасы. Возникает вследствие глубинной эрозии, сменяющей фазу разработки плоского дна долины. С самого своего возникновения уступ непрерывно подвергается воздействию склоновых процессов. Уступ со стороны более высокой террасы и коренной склон - элементы эрозионные, более древние, чем площадка.
При поперечном профилировании характеризуют морфологию каждого элемента. Определяют ширину, относительную и абсолютную высоту террасы. Следует различать общую ширину террасы и ширину террасовой ступени. Общую ширину надпойменной террасы, как и поймы, измеряют между тыловыми швами террасовой площадки с вышерасположенными уступами или коренными склонами. Эту величину можно найти в тех местах, где террасовые ступени наблюдаются по обе стороны реки. Если же террасовые ступени сохранились только с одной стороны, то измеряют лишь ширину террасовой ступени, т. е. расстояние от тылового шва до подножия уступа к нижерасположенной террасе или пойме. Ширина террасовой ступени равна или чаще всего меньше ее общей (первоначальной) ширины.
При изучении геологического строения надпойменных террас из разреза выделяют русловую, пойменную, статичную фации древнего аллювия. Чем отчетливее террасы выражены морфологически, тем полнее представлен их геологический разрез. У размытых террас полный разрез древнего аллювия вероятнее всего можно встретить на сохранившихся участках первичной террасовой поверхности, близ тылового шва, обычно прикрытого склоновыми отложениями.
В отличие от современного аллювия нормальную мощность древнего аллювия непосредственно определить нельзя. Поэтому генетическую категорию террас - эрозионно-аккумулятивную, эрозионную или аккумулятивную с аллювием соответственно нормальной мощности, ниже или выше нормы - устанавливают по косвенным признакам. К ним относятся: соотношение фаций древнего аллювия, его состав (особенно гранулометрический), рельеф коренного ложа.
У эрозионных террас аллювий незначительной мощности, представлен преимущественно русловой фацией крупнозернистого состава, старичные отложения отсутствуют, пойменные - недоразвиты, коренное ложе наклонено в сторону бровки.
У аккумулятивных террас аллювий большой мощности, представлен преимущественно русловой фацией из не очень крупного обломочного материала при значительном участии осадков пойменной фации и старичных отложений,.
У эрозионно-аккумулятивных террас одинаково хорошо развиты пойменная и русловая фации аллювия, линзы старичных отложении прослеживаются в поперечном разрезе примерно на одном уровне, ложе аллювия горизонтально.
Изучая разнородные по фациальному составу горизонты аллювия, устанавливают закономерности их распределения в разрезе, прослеживают контакты между ними (размыва, прислонения, спокойного налегания), подчеркнутые резкой сменой состава отложений, грубозернистыми базальными горизонтами, погребенными почвами, торфяниками. Эти сведения, дополненные результатами палеонтологического анализа, изучения гранулометрического и вещественного состава пород, позволяют расчленить речные отложения на разновозрастные свиты, выделить соответствующие им погребенные террасы, установить время и условия накопления аллювия.
Цоколь террасы, или уступ ложа, может быть скрытым, когда он находится ниже меженного уровня воды в реке, и открытым, когда он возвышается над рекой и в подмываемых берегах выходит даже на дневную поверхность. Таким образом, цокольные террасы следует подразделять на террасы с открытым цоколем (т. е. собственно цокольные в обычном понимании этого термина) и террасы со скрытым цоколем. Для каждого цоколя определяют его абсолютную и относительную высоту (превышение над ложем современного аллювия и высоту над меженным уровнем реки).
Наклон террасовых площадок к руслу обычно бывает вторичным, но он может быть также и первичным, возникшим одновременно с образованием данной террасы. Так, небольшим первичным уклоном обладают площадки эрозионных террас. Вторичный поперечный уклон террасы приобретает под воздействием главным образом склоновой денудации в прибровочной части и склоновой аккумуляции близ тылового шва.
Для каждой первично или вторично наклонной террасы определяют экстремальное и среднее значения относительной высоты на изучаемом поперечном профиле. Кроме того, стараются установить истинную высоту террасовых площадок и ложа (плотика), имея в виду, что первичная поверхность сглаженных террас лучше всего сохраняется близ тылового шип под склоновыми отложениями. В тех местах, где террасы полностью погребены под неаллювиальными отложениями, например эоловыми, делювиальными, проблематичными, различают истинную и наложенную (видимую) поверхности террасы.
При наличии в долине нескольких террас устанавливают их соотношение между собой в поперечном профиле. По этому признаку различают террасы наложенные, вложенные, прислоненные и врезанные. Различные соотношения между террасами вместе с динамическими типами террас характеризуют развитие эрозионно-аккумулятивной деятельности водных потоков при формировании долин.
Соотношения между террасами и динамические типы террас наглядно отображают с помощью поперечных профилей (разрезов), на которых показывают: породы ложа, аллювий различных фаций. Подобные разрезы позволяют судить об истории формирования террас и долины в целом, о последовательных этапах и величине эрозионной и аккумулятивной деятельности русловых потоков, о том, какие террасы возникли вследствие прерывности эрозионного процесса, чередования эрозионной.
Продольное профилирование террас проводят чтобы полнее обосновать указанные выше выводы и отнести их к изученным долинам и долинным системам в целом производят сравнительный анализ поперечных профилей, изучают террасы между профилями путем проложения продольных долинных маршрутов. Террасы, развитые в разных частях долины, сопоставляют между собой и увязывают в определенные уровни, закономерно прослеживающиеся вдоль рек. При этом необходимо сначала выделить цикловые террасы.
Цикловые, внутрицикловые и локальные террасы устанавливают не по одному, а по возможно более полному комплексу указанных признаков. Особенно важно выделить и проследить цикловые террасы, используя при этом следующие способы.
. Непосредственное прослеживание и картографирование террас вдоль долин, наблюдение сочленений (слияний) террас притоков с террасами главных рек. Этот способ применим при детальных исследованиях и если террасы хорошо сохранились от размыва.
. Сопоставление морфометрических показателей обрывков террас, в первую очередь относительной высоты и затем ширины. Этот способ применяют для сопоставления лишь близко расположенных обрывков террас.
3. Сопоставление геологического строения террас: возраста, состава и мощности древнего аллювия, а также неаллювиальных горизонтов. Наиболее надежные результаты получаются, когда в разных местах долины удается определить возраст древнего аллювия и по этим данным соединить разрозненные обрывки террас в единые террасовые поверхности.
О принадлежности террас к единому уровню могут свидетельствовать и такие факты, как однотипность фациального состава аллювия, черты сходства его гранулометрического и вещественного состава, окатанности материала, наличие горизонтов, свойственных только данному террасовому уровню.
. Сопоставление террасовых рядов и террасовых комплексов. Этот способ основан на том, что речные террасы в долинах располагаются в определенной последовательности сверху вниз, образуя вертикальные террасовые ряды. В каждом таком ряду наблюдается определенное количество террас, отличающихся своими морфологическими и геологическими признаками. К числу существенных признаков, по которым удобно строить и сравнивать между собой вертикальные террасовые ряды, принадлежат относительная высота и ширина террас, высота цоколя, мощность аллювия.
Сравнение вертикальных террасовых рядов легко осуществить путем наложения (совмещения) серии поперечных профилей или других графиков, характеризующих вертикальный террасовый ряд.
Изучение вертикальных террасовых рядов приводит к необходимости выделения террасовых комплексов и даже указывает для этого наиболее подходящие признаки. Самый простой (цикловой) комплекс состоит из одной цикловой террасы и серии тяготеющих к ней террас врезания или аккумуляции. Несколько смежных цикловых и внутрицикловых террас объединяют в более сложные группы, или комплексы, по некоторым общим для них признакам, и в первую очередь по возрасту. Одновременно учитывают тип террас, их морфологические и морфометрические признаки, геологическое строение.
Отдельные террасы и террасовые комплексы удобно сопоставлять (увязывать) между собой графически с помощью продольного профиля. Сначала строят продольный профиль меженного уровня реки. Затем проводят линии заложенных поперечных профилей, на которых в соответствии с относительными высотами и геологическим строением террас отмечают их площадки, ложе (плотик), механический состав аллювия с выделением отдельных его горизонтов.
Если позволяет масштаб продольного профиля долины и полученные материалы, то наряду с профилями террасовых поверхностей проводят профили ложа аллювия, показывают геологическое строение террас на всем протяжении, чтобы выявились изменения мощности аллювия, его состава и переходы в осадки другого (неаллювиального) происхождения (например, флювиогляциального, морского), наносят кроющие (лессовые, моренные и др.) горизонты. Когда продольные разрезы террас частично или полностью совмещаются, то геологическое строение одной из них показывают в разрывах другой.
По относительной высоте, взаимному расположению расходящихся или сходящихся террас на продольном профиле, последовательности их погружения под более молодые уровни судят о направлении, размахе, интенсивности движений земной коры, миграциях формирующихся тектонических структур.
Главные вопросы, на которые должен ответить геоморфолог при изучении строения речных долин:
1. Число ярусов террас, в бассейне реки. Проследить распространение каждого из террасовых уровней по бассейну реки.
2. В отношении каждого яруса террас, считая их в порядке снизу вверх, следует определить их относительную высоту над меженным уровнем реки и проследить, как изменяются эти высоты по всей длине бассейна. За высоту террасы следует принимать среднюю высоту между ее «бровкой» и тыловым швом в данном сечении долины.
3. Полученные данные дают возможность выявить те участки речного бассейна, где террасы после своего образования подверглись деформации складчатыми или разрывными дислокациями. Это дает возможность судить о времени, темпах и продолжительности движений земной коры.
4. Уменьшение или увеличение относительной высоты террас вниз или вверх по течению может в связи с другими фактами дать ответ о причинах, вызвавших образование террас (понижение базиса эрозии, поднятие в головной части бассейна).
5. Необходимо проследить увязку террас главной реки с террасами ее притоков, а у береговых рек, впадающих непосредственно в море или озеро, следует установить, не увязываются ли речные террасы с уровнями морских или озерных террас.
. Выяснить степень сохранности террас каждого из установленных ярусов. Одни из них могут сохраниться в виде отдельных фрагментов, разделенных один от другого значительными расстояниями, другие прослеживаются на большие расстояния вдоль долины, будучи разрезаны на отдельные звенья лишь долинами притоков.
. Развиты ли террасы одного уровня по обоим склонам долины или только по одному из них. Ширина площадок террас каждого уровня по данному профилю.
. Степень сохранности на террасовой площадке следов пойменного режима: следы заиленных стариц, сухие русла, гривы и прирусловые валы, останцы обтекания.
9. Степень вторичной измененности поверхности террас действием эрозии, карстовыми процессами, эоловой деятельностью и пр.
10. Характер растительного покрова террас
. Вещественный состав террас. Является ли терраса данного уровня скалистой террасой размыва коренных пород, или последние образуют лишь нижнюю часть обрыва террасы (ее цоколь), прикрытую сверху толщей слоистого аллювия, или, наконец, весь видимый разрез террасы состоит исключительно из аллювия. При двухчленном строении террасы необходимо указать видимую мощность цокольной части и толщи аллювия.